CN105626217A - 使用灰分补偿再生管理的排气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用灰分补偿再生管理的排气系统，包括：排气通道，其可连接到发动机；微粒过滤器，其布置在排气通道中；传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨微粒过滤器的总压差的信号；负载致动器，其被配置为选择性地调整发动机上的负载；以及控制模块，其以电子方式连接到负载致动器和传感器。所述控制模块：确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差；基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载；基于所述烟尘负载使所述负载致动器启动第一发动机负载增加；跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间；以及当经过的时间大于经过时间限制且烟尘负载大于目标烟尘负载时，使所述负载致动器启动后续发动机负载增加。

Description

使用灰分补偿再生管理的排气系统
技术领域
本公开涉及一种排气系统，更具体地说，涉及一种使用再生管理过程的排气系统。
背景技术
发动机(包括柴油发动机、汽油发动机、气体燃料动力发动机和所属技术领域中已知的其它发动机)排出空气污染物的复杂混合物。这些空气污染物可以包括诸如氮氧化物之类的气体化合物，以及被称为微粒物质或烟尘的固体物料。通常使用被称为微粒过滤器的设备从发动机排气流中移除微粒物质。微粒过滤器通常包括多孔过滤介质，其捕获微粒物质并且允许其它排气继续流过。在一段时间之后，微粒过滤器变得被微粒物质堵塞，必须移除微粒物质以便微粒过滤器继续正常运行。从微粒过滤器中移除微粒物质的过程被称为再生。微粒过滤器再生方法通常包括以下步骤：检测微粒过滤器何时达到最大容量，将排气温度人为提高到足够高的温度以便燃烧微粒物质，并且保持该温度直至烧掉足够数量的微粒物质。
用于检测微粒过滤器何时达到最大容量的已知方法包括使用不同输入计算微粒过滤器的微粒负载，这些输入包括跨微粒过滤器的压差、微粒过滤器温度、在不同油门凹口(throttlenotch)设置上花费的时间、在闲置上花费的时间，以及自上一次再生以来的时间。此外，获得并且保持再生温度的已知方法包括在预定时间段内增大油门凹口设置。但是，这些方法可能并非最佳。
在2013年2月21日公布的Gallagher等人的美国专利公开2013/0046424(“’424公开”)中披露一种人为提高经过过滤器的排气的温度的示例性排气系统。具体地说，’424公开披露一种具有柴油发动机的机车，所述柴油发动机连接到包括微粒过滤器的排气系统。机车控制器与发动机、油门和构成控制器(consistcontroller)通信。机车控制器从不同发动机传感器接收信号以便确定何时使微粒过滤器再生。机车控制器和构成控制器在构成中的机车之间调整负载分配，以便产生较高的排气温度以有助于再生。在每个机车中调整油门凹口设置，以便有助于特定机车的微粒过滤器的再生。基于传感器数据或者在经过某一时间量(例如30分钟)之后，确定再生完成。
尽管’424公开的系统可以充分地使排气微粒过滤器再生，但可能仍然不太理想。具体地说，所述系统可能没有在再生之前和/或期间考虑柴油发动机和排气系统的能够提高再生过程的效率的重要操作条件。具体地说，所述系统可能没有独立于微粒过滤器中的烟尘含量而考虑灰分含量，这可能导致不准确的再生触发和/或终止。此外，在再生过程中，可能并未有效地管理油门凹口设置以便提高效率并降低对微粒过滤器的损坏。
公开的排气系统解决了上面讨论的问题和/或现有技术的其它问题中的一个或多个。
发明内容
在一个方面，本公开涉及一种用于具有油门的发动机的排气系统。所述排气系统可以包括可连接到所述发动机的排气通道，以及布置在所述排气通道中的微粒过滤器。所述排气系统可以还包括传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号。所述排气系统可以还包括负载致动器和控制模块，所述负载致动器被配置为选择性地调整所述发动机上的负载，所述控制模块以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器。所述控制模块可以被配置为确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差，基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载，并且基于所述烟尘负载导致所述负载致动器启动第一发动机负载增加。所述控制模块可以还被配置为跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。
在另一个方面，本公开涉及一种使发动机的排气系统中的微粒过滤器再生的方法。所述方法可以包括确定由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差，并且确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差。所述方法可以还包括基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载，请求操作员选择所述微粒过滤器的手动或自动再生，并且根据所述操作员选择，选择性地启动第一递增发动机负载增加。所述方法可以还包括跟踪自启动所述第一递增发动机负载增加以来经过的时间，将所述微粒过滤器的所述烟尘负载与第一目标烟尘负载相比较，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，选择性地启动后续递增发动机负载增加。
在另一个方面，本公开涉及一种机车。所述机车可以包括：发动机，其具有油门；操作员站，其具有控制台和连接到所述油门的油门选择器；微粒过滤器，其在流体上连接以便从所述发动机接收排气；传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号；负载致动器，其被配置为选择性地调整所述发动机上的负载；以及控制模块，其以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器。所述控制模块可以被配置为：确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差，确定当所述补偿压差低于阈值时的所述微粒过滤器的基于闲置时间的烟尘负载，确定当所述补偿压差等于或大于所述阈值时的所述微粒过滤器的基于质量流的烟尘负载，并且根据所述基于闲置时间的烟尘负载和所述基于质量流的烟尘负载中的一个确定最终烟尘负载。所述控制模块可以还被配置为根据所述基于闲置时间的烟尘负载和所述基于质量流的烟尘负载中的一个导致所述负载致动器启动第一递增发动机负载增加，跟踪自启动所述第一递增发动机负载增加以来经过的时间且将所述最终烟尘负载与第一目标烟尘负载相比较，并且当所述经过的时间大于经过时间限制且所述最终烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。
附图说明
图1是结合了示例性公开的排气系统的机器的图；
图2是可以由图1的排气系统执行的示例性公开的再生确定过程的流程图；
图3是可以由图1的排气系统执行的示例性公开的再生管理过程的流程图；以及
图4是可以包括在图3的再生管理过程中的示例性公开的递增负载序列的流程图。
具体实施方式
图1示出示例性动力系统10。出于本公开的目的，动力系统10被示出和描述为移动机器，例如机车。动力系统10此外可以包括一个或多个多缸内燃机12、由发动机12驱动的牵引装置14，以及连接到牵引装置14的制动器16。每个发动机12可以被配置为燃烧空气和燃料(例如柴油、汽油或气体燃料)的混合物，以便生成驱动牵引装置14的机械输出。制动器16可以被配置为选择性地与牵引装置14啮合，以便减慢移动机器的速度。动力系统10还可以包括被配置为从发动机12接收燃烧产物的排气系统18，以及用于手动控制发动机12和排气系统18的操作员站20。
发动机12可以包括多个传感器22和一个或多个负载致动器24。传感器22可以被配置为生成有关不同操作参数的信号，这些操作参数例如包括发动机速度、负载、燃料流速、增压压力、进气流速、温度以及操作小时。负载致动器24可以包括油门26、燃料喷射器(未示出)、阀门(未示出)，或者被配置为增加发动机12上的负载的其它类型的致动器。油门26可以是凹口油门，其可在多个分离凹口设置(例如八个凹口TN1-TN8和一个闲置凹口TNidle)之间移动，每个凹口设置对应于来自发动机12的不同所需动力输出。
排气系统18可以具有这样的组件：它们与发动机12协作以便促进产生动力并且同时控制污染物向空气中的排放。例如，排气系统18可以包括：一个或多个排气通道28，其在流体上连接到发动机12的气缸；一个或多个涡轮增压器30，其由流过排气通道28的排气驱动；柴油微粒过滤器(DPF)32，其在流体上连接以便接收并且处理来自涡轮增压器30的排气；压力传感器34，其与DPF32关联；以及负载致动器36，例如排气限流阀37，其在流体上连接以便使来自DPF32的处理后的排气流通过并且可调整地阻止其进入空气中。当离开发动机12的气缸的热排气经过涡轮增压器30并且紧靠其叶片(未示出)膨胀时，可以驱动涡轮增压器30以便使进入发动机12中的燃烧空气加压。DPF32可以捕获离开涡轮增压器30的排气中的微粒物质，例如烟尘。压力传感器34可以被配置为生成压力信号，其指示由DPF32中的烟尘和灰分累积导致的跨DPF32的总压差。负载致动器36在此被示出和描述为排气限流阀，其可以被调整以便阻止排气流离开DPF32，从而增加发动机12上的负载，这又将DPF32中的温度增加到能够烧掉累积的烟尘的级别。构想了负载致动器36可以包括一个或多个不同类型的负载致动器，其被配置为阻止排气流或者以其它方式增加发动机12上的负载。
排气系统18可以还包括控制模块38，其以电子方式连接到压力传感器34、传感器22和负载致动器24、36。控制模块38可以被配置为从压力传感器34接收压力信号并且确定跨DPF32的总压差ΔP，而且还基于总压差ΔP和来自传感器22的信号，确定补偿压力信号ΔPC。基于总压差ΔP和补偿压力信号ΔPC，控制模块38可以确定DPF32中的原始烟尘负载θR和最终烟尘负载θF。基于原始烟尘负载θR，控制模块38可以根据存储在控制模块38中的再生管理过程，通过选择性地递增增加发动机12上的负载来确定何时使DPF32再生。控制模块38可以被配置为跟踪在递增负载增加之后的已经过时间。
控制模块38可以被配置为经由位于操作员站20中的显示器39向操作员显示指令。这些指令可以请求操作员选择一个或多个负载致动器24和36以便用于增加发动机负载。这些指令还可以请求操作员选择对负载致动器24和36的手动或自动控制。如果选择自动控制，则控制模块38可以根据再生管理过程自动调整负载致动器24和/或36，以便选择性地增加发动机12上的负载。在某些实施例中，控制模块38可以在没有操作员交互的情况下执行自动控制。在其它实施例中，控制模块38可以基于特定操作员输入执行自动控制。如果选择手动控制，则控制模块38可以经由显示器39向操作员显示警报和指令，以便手动调整负载致动器24和36中的一个或多个以增加发动机12上的负载。
控制模块38可以存储用于确定和/或预测排气系统操作参数(例如温度、压力和烟尘负载)的模型、算法、映射和查找表。例如，控制模块38可以被配置为确定通过排气系统18的总排气流速、自上一次DPF更换以来的平均负载因数，以及自上一次DPF更换以来的发动机小时数。应该理解，控制模块38可以包括存储器、辅助存储器件、处理器以及用于运行应用的任何其它组件。控制模块38可以包括多个模块，它们可以包括处理器、存储器以及用于运行应用的其它组件。各种其它电路可以与控制模块38关联，例如电源电路、信号调节电路、致动器驱动电路以及其它类型的电路。
操作员站20可以被配置为从操作员接收有关发动机12和排气系统18的操作的输入。操作员站20可以包括连接到制动器16的制动致动器40、连接到油门26的油门选择器42、以电子方式连接到控制模块38的显示器39，以及以电子方式连接到控制模块38的控制台44。显示器39可以从控制模块38接收警报和指令并且向操作员显示所述警报和指令。所述警报和指令可以指示操作员在再生事件的开始和结束时，经由制动致动器40应用和释放制动器16。构想了可以在操作员站20中备选或另外包括不同输入设备，例如方向盘、旋钮、推拉设备、开关、踏板以及所属技术领域中已知的其它操作员输入设备。
将在下面针对图2-4讨论可以使用排气系统18执行的示例性再生确定和再生管理过程。
■工业实用性
公开的排气后处理系统可以用于具有微粒过滤器的任何机器或动力系统应用，在所述机器或动力系统应用中，降低在再生期间损坏微粒过滤器的可能性是有利的。公开的排气系统过程尤其适用于具有能够经受高温再生过程的微粒过滤器的移动机器，例如机车。现在将详细描述示例性排气系统18的操作。
在动力系统10的操作期间，发动机12可以燃烧空气和燃料的混合物，从而产生排气流和机械输出以便驱动牵引装置14。可以经由排气通道28引导排气从发动机12进入排气系统18中。当排气经过排气通道28并紧靠涡轮增压器30的叶片(未示出)膨胀时，气体可以驱动进入发动机12中的燃烧空气加压。DPF32可以捕获离开涡轮增压器30的排气中的微粒物质，例如烟尘。
随着时间的流逝，烟尘可以在DPF32中累积，这可能需要再生以便继续正常运行。随着烟尘的累积，压力传感器34可以生成指示跨DPF32的压差的信号，并且将信号传送到控制模块38。控制模块38可以使用来自压力传感器34的信号和来自传感器22的其它信号确定何时使DPF32再生，以便降低在DPF32中捕获的烟尘量。
图2示出可以由排气系统18执行的示例性再生确定过程200。控制模块38可以基于来自压力传感器34的压力信号，确定跨DPF32的总压差ΔP(步骤202)。但是，总压差ΔP可能未区分导致总压差ΔP增加的烟尘累积与灰分累积(该灰分累积是在再生期间燃烧烟尘的副产品)。因为灰分可能未在后续再生事件期间完全移除，所以旨在降低总压差ΔP的再生事件可能不必要地被延长，从而浪费燃料和时间。
为了补偿DPF32中的灰分累积，控制模块38可以确定指示由烟尘累积导致的总压差量ΔP的补偿压差ΔPC(步骤204)。可以基于总压差ΔP和其它参数确定补偿压差ΔPC，这些参数例如包括通过排气系统18的总排气流量、自上一次DPF更换以来的平均负载因数LF，以及自上一次DPF更换以来的发动机小时数。例如，可以使用映射确定负载系数，该映射将诸如发动机速度、转矩和燃料消耗之类的操作参数与自上一次DPF更换以来的每小时灰分累积量相关联。负载系数乘以自上一次DPF更换以来的小时数可以表示由DPF32中的灰分导致的预计灰分负载压差ΔPA，经由下面的等式1从总压差ΔP中减去ΔPA以便获得补偿压差ΔPC：
等式1
ΔPC＝ΔP–ΔPA
控制模块38可以将补偿压差ΔPC与指示闲置状态的最小阈值ΔPT相比较(步骤206)。闲置状态可以是其中跨DPF32的压降由于总排气流速低而较低的情况。在闲置状态期间，基于ΔP可能不能准确地确定原始烟尘负载θR。因此，基于步骤206的比较，控制模块38可以选择性地确定基于质量流的烟尘负载θMF和基于闲置时间的烟尘负载θIT中的一个。
例如，当在步骤206处ΔPC等于或大于最小阈值ΔPT时，可以使用总排气流速、补偿压差ΔPC，以及将补偿压差ΔPC与基于质量流的烟尘负载θMF关联的映射或查找表，确定基于质量流的烟尘负载θMF(步骤208)。但是，当ΔPC小于最小阈值ΔPT时，控制模块38可以改为确定基于闲置时间的烟尘负载θIT(步骤210)。可以基于发动机12运行的小时数和闲置烟尘负载率(即，每小时的％烟尘负载)，计算基于闲置时间的烟尘负载θIT。可以基于取决于诸如发动机速度和燃料消耗之类的操作参数的最小闲置烟尘负载率，确定闲置烟尘负载率。可以使用存储在控制模块38中的映射、算法或模型，确定最小闲置烟尘负载率。
相应地，当ΔPC等于或大于最小阈值ΔPT并且已确定基于质量流的烟尘负载θMF时，原始烟尘负载θR则可以被确定为等于基于质量流的烟尘负载(步骤212)。但是，当ΔPC小于最小阈值ΔPT并且已确定基于闲置时间的烟尘负载θIT时，则在步骤212中原始烟尘负载θR可以被确定为等于基于闲置时间的烟尘负载。
控制模块38可以通过过滤原始烟尘负载θR的连续确定以便移除异常值，确定最终烟尘负载θF(步骤214)。甚至当未发生再生确定时，控制模块38也可连续确定最终烟尘负载θF，以便指示DPF32的当前烟尘负载。例如，可以在DPF32的再生期间使用最终烟尘负载θF，以便指示可以与再生过程的目标烟尘负载(例如，减少的烟尘负载)相比较的当前烟尘负载。
控制模块38然后可以基于原始烟尘负载θR判定是否使DPF再生(步骤216)。如果原始烟尘负载θR低于预定阈值θT，则控制模块38可以返回到步骤202。但是，如果最终烟尘负载θF高于预定阈值θT，则控制模块38可以启动再生管理过程(步骤218)。
图3示出可以基于图2的确定过程200启动的示例性再生管理过程300。为了在操作员与控制模块38之间适当地协调对排气系统18的共享控制，再生管理的某些方面可以由操作员手动管理、由操作员和控制模块38共享，或者由控制模块38自动控制。相应地，控制模块38可以通过经由显示器39提醒操作员需要再生管理，开始再生管理过程300(步骤302)。为了确保在控制模块38与操作员之间适当地协调对过程300的控制，控制模块300可以在继续到下一个步骤之前，指示操作员例如通过按下控制台44上的确认按钮来确认提醒。
如果需要，则可以当动力系统正在移动或者当它静止时执行再生。在一个示例性实施例中，当动力系统10静止时执行再生。为了防止动力系统10在再生管理过程期间移动，控制模块38可以经由显示器39指示操作员应用制动器16并且针对再生管理过程设置动力系统10(步骤304)。在完成时，操作员可以例如通过按下控制台44上的相同按钮或另一个按钮，指示准备继续。
控制模块38然后可以经由显示器39指示操作员选择一个或多个负载致动器，例如油门26和排气限流阀37，以便在过程300期间进行管理(步骤306)。在选择至少一个负载致动器之后，控制模块38可以经由控制台44指示操作员选择负载致动器的手动或自动致动模式(步骤308)。在手动操作期间，操作员可以经由油门选择器42手动选择油门凹口设置TN1-TN8，并且可以经由控制台44选择排气限流阀位置ERV1-ERV8。在自动致动期间，控制模块38可以自动选择油门设置和排气限流阀位置。
在手动和自动模式下，可以根据存储在控制模块38中的递增负载序列调整负载致动器，以便逐渐在发动机12上施加更大的负载并且从而缓慢增加DPF32的温度(步骤310)。根据在步骤308期间接收的操作员输入，控制模块38可以在步骤310期间对负载致动器自动进行递增调整，或者指示操作员何时手动进行递增调整。存储在控制模块38中的递增负载序列可以用于通过启动多个递增负载增加，将DPF32中的温度提高到足够的温度以便烧掉在其中捕获的烟尘而不损坏DPF32。在步骤310中的递增负载序列之后，控制模块38可以经由显示器39提醒操作员再生管理过程已完成，并且指示操作员释放制动器16(如果在步骤304中已应用它们)(步骤312)。
图4示出可以包括在再生管理过程300的步骤312中的示例性递增负载序列400。如上所述，可以递增增加发动机12上的负载以便将DPF32中的温度提高到合适的再生温度，从而烧掉烟尘而不损坏DPF32。每个递增负载增加可以与指示发动机12经历的负载的油门凹口设置TN1-TN8和/或排气限流阀位置ERV1-ERV8对应。每个递增负载增加可以进一步对应于目标烟尘负载θ和自启动递增负载增加以来的经过时间限制τ。目标烟尘负载θ可以对应于需要通过某一经过时间限制τ达到的剩余烟尘负载。控制模块38可以通过将当前最终烟尘负载θF与目标烟尘负载θ相比较，确定已达到目标烟尘负载θ。目标烟尘负载θ可以是DPF32的有效烟尘容量的某一百分比。例如，控制模块38可以存储或者被配置为确定DPF32的绝对烟尘容量，并且基于绝对烟尘容量确定有效烟尘容量，该有效烟尘容量可能低于DPF32的绝对烟尘容量。可以确定有效烟尘容量以使得如果DPF32达到100％的有效烟尘容量，则DPF32可以低于100％的绝对烟尘容量。这样，在DPF再生不能被有效执行并且必须被延迟的情况下，可以避免达到DPF32的绝对烟尘容量。目标烟尘负载θ可以是有效烟尘容量的某一百分比(即，77.8％、55.6％、33.3％、25％、11.1％)。目标烟尘负载(即，θ1-θ8)可以是在对应的油门凹口设置和/或排气限流阀位置处获得的任何合适的烟尘负载。
经过时间限制τ可以对应于在每个递增负载增加之后并且由控制模块38跟踪的经过时间量。经过时间限制(即，τ1-τ8)可以与目标烟尘负载θ相关。经过时间限制τ可以针对每个递增负载增加是相同或不同的时间量，并且范围可以为大约60-600秒(例如，大约180或300秒)。但是，构想了经过时间限制τ可以是通过快速启动相继的较高负载增加而降低使DPF32过热的可能性的任何合适的时间限制。如在此使用的，当自启动第一或后续递增负载增加以来的经过时间大于或等于经过时间限制τ时，“达到”经过时间限制。
如图4中所示，控制模块38可以启动与第一油门凹口设置TN1和/或第一排气限流阀位置ERV1关联的第一递增负载增加(步骤402)。取决于在步骤310处做出的操作员选择(参考图3)，控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42选择TN1和/或经由控制台44选择ERV1。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TN1和/或ERV1。在自动模式下，控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改和请求确认。第一递增负载增加还可以与第一目标烟尘负载θ1和第一经过时间限制τ1关联。例如，θ1的范围可以为有效烟尘负载的大约85-65％(例如，77.8％)，并且τ1的范围可以为120-240秒(例如，180秒)。如果达到θ1或τ1，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
控制模块38可以经由显示器39指示操作员经由油门选择器42选择TN2和/或经由控制台44选择ERV2(步骤404)。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TN2和/或ERV2。控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改并且经由控制台44通知请求确认。第二递增负载增加可以与θ2和τ2关联。例如，θ2的范围可以为有效烟尘负载的大约65-45％(例如，55.6％)，并且τ2的范围可以为大约120-240秒(例如，180秒)。如果达到θ2或τ2，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42选择TN3和/或经由控制台44选择ERV3(步骤406)。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TN3和/或ERV3。控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改和请求确认。第三递增负载增加可以与θ3和τ3关联。例如，θ3的范围可以为有效烟尘负载的大约45-25％(例如，33.3％)，并且τ3的范围可以为大约240-360秒(例如，300秒)。如果达到θ3或τ3，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
控制模块38可以判定是否在达到在上一个步骤中设置的目标烟尘负载θ3之前达到在上一个步骤中设置的计时器值τ3(步骤408)。如果否，则可以充分地使DPF32再生，并且控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42选择闲置油门凹口TNidle和/或经由控制台44将排气限流阀37调整到打开位置ERVO(步骤428)。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TNidle和/或ERVO。控制模块38可以分别经由显示器39向操作员通知更改并且经由控制台44通知请求确认。但是，如果在达到目标烟尘负载θ3之前达到经过时间限制τ3，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42选择TN4和/或经由控制台44选择ERV4。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TN4和/或ERV4。控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改并且经由控制台44通知请求确认。第四递增负载增加可以与θ4和τ4关联。例如，θ4的范围可以为有效烟尘负载的大约35-15％(例如，25％)，并且τ4的范围可以为大约240-360秒(例如，300秒)。如果达到θ4或τ4，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
控制模块38可以判定是否在达到在上一个步骤中设置的目标烟尘负载θ4之前达到在上一个步骤中设置的经过时间限制τ4。如果否，则可以充分地使DPF32再生，并且控制模块38可以继续到步骤428。但是，如果在达到目标烟尘负载θ4之前达到经过时间限制τ4，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
可以根据以上步骤406-412的相同通用模式继续步骤414-426。在步骤414、418、422和426，控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42分别选择TN5-TN8和/或经由控制台44分别选择ERV5-ERV8。备选地，控制模块38可以将油门26和/或排气限流阀37分别自动调整到TN5-TN8和/或分别自动调整到ERV5-ERV8。控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改并且经由控制台44通知请求确认。第五到第八递增负载增加可以分别与θ5-θ8和τ5-τ8关联。但是，θ5-θ8可以针对剩余递增负载增加是相同的，并且范围例如可以为有效烟尘负载的大约15-5％(例如，11.1％)。同样，τ5-τ8可以针对剩余递增负载增加是相同的，并且范围例如可以为大约240-360秒(例如，300秒)。如果达到θ5-θ8或τ5-τ8，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
在步骤416、420和424，控制模块38可以判定是否在达到上一个步骤的目标烟尘负载θ之前达到上一个步骤的经过时间限制τ。如果否，则可以充分地使DPF32再生，并且控制模块38可以继续到步骤428。但是，如果在达到目标烟尘负载θ之前达到经过时间限制τ，则控制模块38可以继续到下一个步骤。
如果控制模块38到达步骤426，则在达到τ8或θ8时，控制模块38可以继续到步骤428。在步骤428，控制模块38可以指示操作员经由油门选择器42选择闲置油门凹口TNidle和/或经由控制台44将排气限流阀37调整到打开位置ERVO。备选地，控制模块38可以分别将油门26和/或排气限流阀37自动调整到TNidle和/或ERVO。控制模块38可以经由显示器39向操作员通知更改并且经由控制台44通知请求确认。在完成步骤428时，递增负载序列400可以是完整的，并且控制模块38可以退出再生管理过程的步骤312(参考图3)并且继续到步骤314，如上面讨论的那样。
如讨论的那样，公开的排气系统可以在DPF32的再生之前和/或期间考虑发动机12和排气系统18的重要操作条件，并且是在已知排气系统之上的改进。具体地说，排气系统18可以包括控制模块38，控制模块38可以在确定DPF32中的烟尘负载时，独立于微粒过滤器中的烟尘含量而考虑灰分含量。这样，控制模块38可以导致更准确的再生触发和/或终止。此外，控制模块38可以执行再生管理过程，以便自动调整或者指示操作员手动调整油门凹口和排气限流阀设置，从而在再生期间增加发动机12上的负载。这样，控制模块38可以逐渐增加DPF中的温度以便防止过热。与控制模块38结合使用的再生管理过程还可以通过在达到目标烟尘负载时结束再生过程而提高效率。
对所属技术领域的技术人员显而易见的是，可以对公开的排气系统做出各种修改和改变。通过考虑公开的排气系统的说明书和实践，其它实施例对于所属技术领域的技术人员来说将显而易见。说明书和实例旨在被视为仅是示例性的，并且真正范围由下面的权利要求及其等效物指示。

Claims (10)

1.一种用于具有油门的发动机的排气系统，包括：
排气通道，其可连接到所述发动机；
微粒过滤器，其布置在所述排气通道中；
传感器，其被配置为生成指示由烟尘和灰分累积导致的跨所述微粒过滤器的总压差的信号；
负载致动器，其被配置为选择性地调整所述发动机上的负载；以及
控制模块，其以电子方式连接到所述负载致动器和所述传感器，其中所述控制模块被配置为：
确定指示由烟尘累积导致的总压差量的补偿压差；
基于所述补偿压差确定所述微粒过滤器的烟尘负载；
基于所述烟尘负载导致所述负载致动器启动第一发动机负载增加；
跟踪自启动所述第一发动机负载增加以来经过的时间；以及
当所述经过的时间大于经过时间限制并且所述烟尘负载大于目标烟尘负载时，导致所述负载致动器启动后续发动机负载增加。
2.如权利要求1所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为基于通过所述排气系统的总排气流速、自上一次微粒过滤器更换以来的平均负载因数，以及自上一次微粒过滤器更换以来经过的时间量，确定所述补偿压差。
3.如权利要求2所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为基于所述补偿压差，确定基于质量流的烟尘负载和基于闲置时间的烟尘负载中的一个。
4.如权利要求3所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为当所述补偿压差低于阈值时，确定所述基于闲置时间的烟尘负载。
5.如权利要求4所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为当所述补偿压差等于或大于所述阈值时，确定所述基于质量流的烟尘负载。
6.如权利要求1所述的排气系统，还包括显示器，其中：
所述负载致动器包括油门和排气限流阀中的一个或多个；以及
所述控制模块以电子方式连接到所述显示器，并且被进一步配置为在所述显示器上显示请求操作员选择所述油门和所述排气限流阀中的一个或多个以在增加所述发动机上的负载中使用的指令。
7.如权利要求6所述的排气系统，其中所述控制模块被进一步配置为当选择手动模式时，在所述显示器上显示使操作员手动调整所述油门和所述排气限流阀中的一个或多个以增加所述发动机上的负载的指令。
8.如权利要求6所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为在所述显示器上显示请求操作员选择所述油门和所述排气限流阀中的一个或多个的手动或自动管理的指令。
9.如权利要求8所述的排气系统，其中所述控制模块被进一步配置为当操作员选择自动管理时，自动调整所述油门和所述排气限流阀中的一个或多个以便增加所述发动机上的负载。
10.如权利要求1所述的排气系统，其中所述控制模块被配置为导致所述负载致动器递增地增加所述发动机上的负载。
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